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巡天追日,DIY一個(gè)LED太陽(yáng)能小路燈,點(diǎn)亮家鄉(xiāng)的黑夜

  [復(fù)制鏈接]
ID:14610 發(fā)表于 2020-9-1 15:15 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
這貼也在其他BBS剛發(fā)過(guò):
 
多年前拜讀一位愛(ài)嘗鮮的網(wǎng)友大作“善用資源,DIY家用太陽(yáng)能發(fā)電站”,讀完心里久久不能平靜;說(shuō)實(shí)在的心里還是佩服這位網(wǎng)友的勇氣,可能發(fā)電的設(shè)備成本可能20年都收不回來(lái);從此,也要利用自己的所學(xué)所用來(lái)完成一個(gè)低碳的作品,小功率LED太陽(yáng)能路燈,也許有人說(shuō)在某寶買一個(gè)不就行了,沒(méi)有為什么,不服就像平頭哥那樣,一不合就干;
   小時(shí)候經(jīng)常聽到大人說(shuō):作木匠的家里沒(méi)有凳子坐,殺豬的屠夫家里沒(méi)有肉吃,作竹匠的家里沒(méi)有籮筐用...證實(shí)我們老祖勤簡(jiǎn)節(jié)約,也是我們中華傳統(tǒng)美德;老家在農(nóng)村,一到過(guò)年大家就像燕子歸巢一樣,全國(guó)各地歸來(lái);用電的設(shè)備就多了,小小的變壓器抗不住,電網(wǎng)電壓就低了,有時(shí)候電磁爐都啟動(dòng)不了;屋前屋后也沒(méi)有路燈,只有幾盞年久失修的蠟燭光的U型螢光燈路燈在主路;如果裝一個(gè)20WLED球泡作路燈在屋前屋后,家里的爸媽也不會(huì)一直讓它亮著,節(jié)約用電;一寸光陰一寸金,陽(yáng)光不就是永恒免費(fèi)的資源;
所以決定作幾臺(tái)小功率的LED太陽(yáng)能小路燈,用個(gè)十年八年沒(méi)有問(wèn)題的;
設(shè)計(jì)基本參數(shù):
1:太陽(yáng)能電池板5V4A20W+磷酸鐵電池3.2V25AH;
2:晚上天黑亮燈8小時(shí)自動(dòng)關(guān)閉;
3:紅外遙控(可調(diào)全功率與半功率時(shí)間)+紅光指示燈;
4:60PCS2835的0.2W燈,12W左右,前(2-5)小時(shí)全功率9.6W運(yùn)行,后(6-3)小時(shí)半功率(7.5W左右運(yùn)行);
5:用單片機(jī)MCU ADC+MOS方式低成本方式控制,(簡(jiǎn)單的恒流,比現(xiàn)在市場(chǎng)加電阻+MOS開關(guān)的方式好多了);
6:材料成本控制在200左右(可能超 太陽(yáng)能板與電池近100了,打樣鋁基板300+鋼網(wǎng)68+雜七雜八的輔料);

8-16日意外得到心中滿意的燈體,喜;
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水滴狀光學(xué)透鏡,一來(lái)用來(lái)配光曲線,二來(lái)用來(lái)燈板的防水;
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時(shí)間來(lái)到8-20號(hào):
由于這款燈是220V60W的燈板,嚴(yán)重不適用于太陽(yáng)能低壓3.2V大電流4A方式,所以要重新畫板打樣;
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時(shí)間來(lái)到8-22號(hào):
買的回來(lái)了在某寶買二個(gè)規(guī)格的3.2V20AH 3.2V25AH +運(yùn)費(fèi)95沒(méi)有了;
尺寸:27*70*150mm

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5.jpg

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為什么不選用26650單節(jié)多并的電池組;

  這種電池就是分容要一致,不然有“1核工作7核圍觀”場(chǎng)面,這種電池許多小廠也能生產(chǎn),而以單節(jié)大容量一般都是大廠給汽車廠動(dòng)力電池淘下來(lái)的二等品,分容一致性也好,循環(huán)壽命也長(zhǎng)2K多次(7-8年的使用壽命),價(jià)格也是貴。如果出于成本考慮一般都是用這個(gè)電池組(現(xiàn)在太陽(yáng)能LED路燈95%都是這種,更次也有用鉛酸電池的(循環(huán)次數(shù)只有5-6百次而以2年不到,太陽(yáng)能燈就滅了);
現(xiàn)在也講一下為什么選用3.2V磷酸鐵鋰電池;
1:首先它可以在-20-60度溫度下工作,南方天氣不會(huì)少-20度,所以不用考慮溫度對(duì)電池容量下降問(wèn)題;
2:循環(huán)壽命2000-2500次后容量下降30%,所以用十年八年沒(méi)有問(wèn)題,減少更換電池次數(shù);LED的壽命用個(gè)20年到30年都沒(méi)有問(wèn)題;太陽(yáng)能電池的壽命也是15-25年;電池的壽命是最短的;
3:磷酸鐵鋰電池的充電可以超過(guò)幾倍的自身電壓都不會(huì)爆炸,安全考慮; 這也是為什么BYD電車沒(méi)有其它品牌汽車自燃的多的原因;
4:現(xiàn)在LED電壓都是2.8-3.0V十年前都是3.2-3.8V,也就是我們常說(shuō)的VF值;而電池電壓2.6-3.3V;MOS管的內(nèi)阻電壓可以幾十毫伏;設(shè)定電池電壓3.2V-LED的VF值2.9V=0.3V(MOS管+系統(tǒng)線路的電壓50毫伏);效率=(3.2-0.3)/3.2=0.9;最少效率也是90%之上,電池持續(xù)放電,電壓會(huì)持續(xù)下降,當(dāng)電池電壓在3.05-3.1V之間,系統(tǒng)最低壓降可以是0.12V效率是最高的時(shí)候(3.05-0.12)/3.05=0.96;這個(gè)是目前3.2V低壓大電流的比較不差的效率;所以IC升降壓方式不能比擬的(同步整流除外,一個(gè)肖特基二極管的壓降都是0.35V左右);三元鋰電的電壓3.2-4.2V,所以也就不合適;
5:不需要電池保護(hù)板,避免大電流充電時(shí)誤動(dòng)作而虛充滿情況;由于MCU直接接管充電,放電電壓;MCU可以在2.2V正常工作;
紅外遙控開關(guān):
  就用現(xiàn)成的遙控器,自定義一下按鍵的用途(重新絲印不可能了);
燈總亮的時(shí)間為8H,模式鍵+(2H-5H)為全亮度的時(shí)間,相對(duì)應(yīng)的為半功率的時(shí)間(6H-3H),遙控距離6-8米;開與關(guān)就不述了;

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這是一塊6V5A30W的太陽(yáng)能電池65*65CM,是單晶還是多晶我就不認(rèn)識(shí)了。這塊是作一個(gè)樣板朋友里拿的.我們現(xiàn)在要作的是5V4A20W;小一點(diǎn)好裝);30W這塊也可以用的,控制板可以接收5-12V的太陽(yáng)能電池(電池3.2V,為什么5-12V不會(huì)燒了電池;太陽(yáng)能電池有一點(diǎn)類似恒流源,電流最大輸出會(huì)把電壓拉低,相當(dāng)于恒流對(duì)電池充電,但是最好還是選用5-6V之間的太陽(yáng)能電池,這樣效率更高.如果太陽(yáng)能電池線與燈頭的距離很長(zhǎng)可以適當(dāng)買高點(diǎn)的電壓的電池,電流但最好在0.2C電池容量左右,25Ah也就是5A,多數(shù)情況下5A電流峰值很少,一天當(dāng)中太陽(yáng)能電池滿功率電流時(shí)間也就大晴天中午才有,但是不建議用12V太陽(yáng)能電池使用,理由就是有一半的太陽(yáng)能功率都浪費(fèi)了,還有就是控制板元件損壞了,限壓失效了,電池就有危險(xiǎn)了)。
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時(shí)間來(lái)到8-29號(hào):
等了好久終于等到了今天,一個(gè)星期了,燈板與控制板終于回來(lái)了,3百大洋沒(méi)了;

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  高興還不到一刻,就發(fā)問(wèn)題了,圖紙有選項(xiàng)誤點(diǎn)了,板子少一個(gè)穿線孔,作為屌絲完美主義者不能接收啊,還能怎么搞,發(fā)回PCB廠重新加工一下;
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時(shí)間來(lái)到8-31號(hào)了:
連續(xù)收到到二個(gè)快遞,鋼網(wǎng)與返工好的板子都回來(lái)了;
錫膏鋼網(wǎng):
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屌絲主義的板子:
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下面要作就是有時(shí)間去SMT車間,人肉刷錫膏,人肉SMT貼片

時(shí)間來(lái)到8-31 22點(diǎn)了:
經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)人肉貼片元件,好幾百個(gè)元件,頭好暈。。!


單個(gè)燈板;
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控制板

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焊接線,燈板與控制板連接好:
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雞動(dòng)人心的時(shí)刻來(lái)了!下載好程式亮燈的時(shí)刻來(lái)了;
相機(jī)自動(dòng)調(diào)光了,實(shí)際光強(qiáng)刺眼;

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先用調(diào)壓電源測(cè)試一下,隨意選擇幾個(gè)電壓值測(cè)試恒流效果;
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設(shè)定3.0A電流電壓從3.0-3.6V可以穩(wěn)定2.95-3.08A 之間,效果不錯(cuò)。!不錯(cuò)!!不錯(cuò)!。
程式基本上達(dá)到恒流效果不錯(cuò)了,控制板有一個(gè)電調(diào)電阻設(shè)置電流可以從2.0-4.8A之間調(diào)節(jié)恒流,如果裝二個(gè)25AH電池就可以把電流調(diào)到4.5A 15W左右,光強(qiáng)更亮,燈板是30W9A電流,所以調(diào)大調(diào)小都不會(huì)損壞燈板,就是電池放電時(shí)間短而以;



接上電池充電測(cè)試:
充電正常,燈板上的紅光LED指示一閃一閃表示正在充電,常亮就是沒(méi)有太陽(yáng)能電池;
沒(méi)有充電LED指示常亮:
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充電狀態(tài),LED指示燈一亮一滅循環(huán):


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     由于現(xiàn)在我住的房子沒(méi)有陽(yáng)光直射,測(cè)試不了太陽(yáng)能電池與燈板測(cè)試,有機(jī)會(huì)再上一些戶外裝機(jī)圖片;
前前后后花16天左右時(shí)間來(lái)制作這個(gè)產(chǎn)品,每一天都更新一點(diǎn)內(nèi)容,發(fā)貼累。。!希望能給感興趣網(wǎng)友啟示,LC低碳生活從我作起。!

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ID:975282 發(fā)表于 2021-11-5 15:11 來(lái)自手機(jī) | 顯示全部樓層
為家鄉(xiāng)做貢獻(xiàn),節(jié)能環(huán)保
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ID:398758 發(fā)表于 2021-6-17 13:58 | 顯示全部樓層
這款恒流調(diào)節(jié)是用線性調(diào)節(jié)方式還是PWM調(diào)節(jié)方式
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ID:800679 發(fā)表于 2021-5-21 14:16 | 顯示全部樓層
有線路嗎?
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ID:918402 發(fā)表于 2021-5-17 23:31 | 顯示全部樓層
怕元件買不到的不用擔(dān)心,至少電路板上的不用擔(dān)心,貌似有打板和貼片插件一站式搞定的公司,比如 嘉立創(chuàng),還有一些別的,具體你們可以百度,話說(shuō)樓主,原理圖可以放出來(lái)么
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ID:731755 發(fā)表于 2021-5-15 22:35 | 顯示全部樓層
樓主牛人,雖然買一個(gè)花不了這么多錢,但是沒(méi)有了其中的樂(lè)趣,樓主加油
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ID:378915 發(fā)表于 2021-4-14 15:49 | 顯示全部樓層
樓主附件貼出來(lái)學(xué)習(xí)下吧
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ID:14610 發(fā)表于 2021-2-19 13:42 | 顯示全部樓層
裝在老家效果真心不錯(cuò),基本滿意;
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ID:675767 發(fā)表于 2021-2-5 23:24 來(lái)自手機(jī) | 顯示全部樓層
樓主牛逼啊
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ID:879299 發(fā)表于 2021-1-20 22:16 來(lái)自手機(jī) | 顯示全部樓層
人才呀!
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ID:798201 發(fā)表于 2021-1-19 15:30 | 顯示全部樓層
又是一位牛逼人物,還差什么嗎?
我提供數(shù)碼管
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ID:14610 發(fā)表于 2020-12-29 22:44 | 顯示全部樓層
cba_cba 發(fā)表于 2020-12-25 08:04
除了電子物料外的所有配件都是在τ 寶可以買到的嗎??

買不到。我為了收集這些物料花了三個(gè)月時(shí)間
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ID:336378 發(fā)表于 2020-12-25 08:04 | 顯示全部樓層
   除了電子物料外的所有配件都是在τ 寶可以買到的嗎??
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ID:14610 發(fā)表于 2020-12-15 15:24 | 顯示全部樓層
zhangleixbyl 發(fā)表于 2020-12-14 12:38
成本錢比買成品油貴多了吧

上批量打樣肯定比批量貨要貴一點(diǎn);
最終裝機(jī)效果:
01.png


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ID:848824 發(fā)表于 2020-12-14 12:38 | 顯示全部樓層
成本錢比買成品油貴多了吧
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ID:14610 發(fā)表于 2020-12-11 11:39 | 顯示全部樓層
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下面那個(gè)藍(lán)色是費(fèi)的FR4雙面板,用來(lái)隔離電池與控制板的熱量,夏天充電時(shí)控制板熱量比較大;

剛開始覺(jué)得太陽(yáng)能路燈沒(méi)有什么技術(shù)難度,當(dāng)你真正作的時(shí)候,實(shí)際問(wèn)題遠(yuǎn)遠(yuǎn)比你想法復(fù)雜;
下面談一下作這個(gè)產(chǎn)品的心得:
1:是恒流,不是電阻限流那種;
2:充電保護(hù)電壓,低壓保護(hù)電壓(不用基準(zhǔn)IC,能作每一個(gè)產(chǎn)品保護(hù)3.53-3.56V都是不容易,低壓保護(hù)電壓2.6-2.7V);
3:為什么不用電壓保護(hù)板,主要是晴天充電時(shí),電流大容易讓保護(hù)板誤動(dòng)作,如果是6A充電,本來(lái)電池電壓是3.4V一下子就跑到3.6V之上,虛充了;
4:由于燈是全密封的,所以IC不能死機(jī)跑飛了(6-8年不間斷工作,難免不死機(jī)情況),不然就是一死燈了,增加手動(dòng)與自動(dòng)復(fù)位功能;
讓我想起德國(guó)一家祖?zhèn)髯饔啎敚拇际菃我蛔鬟@個(gè)產(chǎn)品;所以一件作得好,不是沒(méi)有道理。為了作這個(gè)燈花了幾個(gè)月的時(shí)間
當(dāng)然有時(shí)間就去修正那種;
PS:+內(nèi)容
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ID:826735 發(fā)表于 2020-11-5 22:49 | 顯示全部樓層
學(xué)習(xí)了,很不錯(cuò)。謝謝樓主分享。
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ID:350104 發(fā)表于 2020-11-2 21:41 | 顯示全部樓層
向樓主學(xué)習(xí)  很實(shí)在的帖子!
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ID:14610 發(fā)表于 2020-10-31 16:01 | 顯示全部樓層
更新一下成品圖片:電池放殼內(nèi):

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充電電流:
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放電電流
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三件套:

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ID:612392 發(fā)表于 2020-9-12 10:31 | 顯示全部樓層
freshuman 發(fā)表于 2020-9-12 10:16
建議你去了解可調(diào)電源的工作方式就會(huì)明白的,把MOS當(dāng)成可變的電阻就完事了。

大神,可以共享一下硬件的原理圖嗎?
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ID:14610 發(fā)表于 2020-9-12 10:16 | 顯示全部樓層
cjjdemon 發(fā)表于 2020-9-12 09:32
看到是用MOS+ADC的方式了,抱歉,看起來(lái)是PWM?

建議你去了解可調(diào)電源的工作方式就會(huì)明白的,把MOS當(dāng)成可變的電阻就完事了。
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ID:612392 發(fā)表于 2020-9-12 09:32 | 顯示全部樓層
freshuman 發(fā)表于 2020-9-11 18:10
你沒(méi)有看我用調(diào)壓電源3.0-3.6V測(cè)試的電流嗎?基本上是3A左右,有10-20mA波動(dòng),這才是技術(shù)要點(diǎn)所在。現(xiàn)在LED ...

看到是用MOS+ADC的方式了,抱歉,看起來(lái)是PWM?
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ID:612392 發(fā)表于 2020-9-12 09:32 | 顯示全部樓層
freshuman 發(fā)表于 2020-9-11 18:10
你沒(méi)有看我用調(diào)壓電源3.0-3.6V測(cè)試的電流嗎?基本上是3A左右,有10-20mA波動(dòng),這才是技術(shù)要點(diǎn)所在,F(xiàn)在LED ...

看你實(shí)物板子的照片,是用兩個(gè)三極管實(shí)現(xiàn)恒流嗎?
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ID:399179 發(fā)表于 2020-9-11 20:50 來(lái)自手機(jī) | 顯示全部樓層
樓主真牛人也!可惜沒(méi)機(jī)會(huì)看源碼了!
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ID:14610 發(fā)表于 2020-9-11 20:43 | 顯示全部樓層
shuisheng88 發(fā)表于 2020-9-11 18:35
樓主可以提供個(gè)源碼參考下

現(xiàn)在就不發(fā)源碼了,已經(jīng)有人看上商用了。
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ID:629841 發(fā)表于 2020-9-11 18:35 | 顯示全部樓層
樓主可以提供個(gè)源碼參考下
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ID:14610 發(fā)表于 2020-9-11 18:10 | 顯示全部樓層
你沒(méi)有看我用調(diào)壓電源3.0-3.6V測(cè)試的電流嗎?基本上是3A左右,有10-20mA波動(dòng),這才是技術(shù)要點(diǎn)所在,F(xiàn)在LED路燈基本用電阻限流,所以我才棄用,不然開這個(gè)貼也沒(méi)有意義了。
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ID:14610 發(fā)表于 2020-9-11 18:05 | 顯示全部樓層
cjjdemon 發(fā)表于 2020-9-11 14:35
想問(wèn)一下樓主,LED直接接到磷酸鐵鋰電池上,不會(huì)燒掉嗎?這樣流程過(guò)LED的電流是多大呢?

LED 的VF值才2.9V 磷酸鐵電池3.3V 必?zé)皇菚r(shí)間問(wèn)題,我這個(gè)可是程序恒流驅(qū)動(dòng)
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ID:73435 發(fā)表于 2020-9-11 14:43 | 顯示全部樓層
仰望大佬
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ID:612392 發(fā)表于 2020-9-11 14:35 | 顯示全部樓層
想問(wèn)一下樓主,LED直接接到磷酸鐵鋰電池上,不會(huì)燒掉嗎?這樣流程過(guò)LED的電流是多大呢?
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ID:767459 發(fā)表于 2020-9-10 09:29 | 顯示全部樓層
這個(gè)真的好利害啊。從設(shè)計(jì)到制作都是一流水準(zhǔn)。就是佩服這樣的能人。
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ID:816944 發(fā)表于 2020-9-5 17:30 | 顯示全部樓層
厲害了,學(xué)習(xí),低碳環(huán)保
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ID:14610 發(fā)表于 2020-9-4 12:50 | 顯示全部樓層
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ID:14610 發(fā)表于 2020-9-2 17:34 | 顯示全部樓層
來(lái)幾張裸板太陽(yáng)能充電照 01.jpg

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ID:402344 發(fā)表于 2020-9-2 14:07 | 顯示全部樓層
666,全村最靚的仔。
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ID:157975 發(fā)表于 2020-9-1 23:29 | 顯示全部樓層
是個(gè)狠人,贊,不像鄉(xiāng)里娃
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ID:14610 發(fā)表于 2020-9-1 21:19 | 顯示全部樓層
來(lái)一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試視頻https://www.iqiyi.com/v_2epw32fecz4.html
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ID:14610 發(fā)表于 2020-9-1 20:08 | 顯示全部樓層
補(bǔ)幾張高清的圖
20200831_123247.jpg

20200831_183228.jpg


20200831_215525.jpg


20200831_215530.jpg


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ID:14610 發(fā)表于 2020-9-1 19:48 | 顯示全部樓層
51hei團(tuán)團(tuán) 發(fā)表于 2020-9-1 17:48
好東東 樓主能補(bǔ)一下圖片嗎?

上傳圖片好慢的。你要還要哪里圖片?燈體過(guò)幾天回來(lái),再組裝一下
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ID:328014 發(fā)表于 2020-9-1 17:48 | 顯示全部樓層
好東東 樓主能補(bǔ)一下圖片嗎?
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